Способ изготовления постоянных спеченных магнитов на основе сплавов кобальта с редкоземельными металлами

Способ изготовления постоянных спеченных магнитов на основе сплавов кобальта с редкоземельными металлами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ СПЕЧЕННЫХ МАГНИТОВ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ КОБАЛЬТА С РЁЦКОЗЕМЕЛЬНЕМИ МЕТАЛЛАМИ состава, соответствующего двухфазной области где R - редкоземельный металл, включающий выплавку сплава, дробление слитков, размол, ориентирование частиц порошка, прессование, спекание и охлаждение до комнатной температуры , отличающийся тем, что, с целью повииения производительности процесса, спекание проводят при температурах, превышающих температуру плавления фазы R-Co, на 2-120 / а охлаждение от температуры спекания до комнатной температуры проводят со скоростью 100-600 град/мин.с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕОПУбЛИН

»»> SU >»>

3(Ю Н 01 Р 1/08; B 22 F 3/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изоБ етений и отнРытий / р,.„.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, -:-:::: —:::-,":::,:-...::,:. :>>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2. Патент США Р 3873379, кл. 148-103, опублик. 1975. (21) 3461036/22-02 .(22) 28.06.82 (46) 30.11.83. Бюл. М 44 (72) A.Ñ. Кононенко, В.В. Сергеев, В.В. Федякин, В.С. Растегаев и A.A. Вольский (71) Всесоюзный научно-исследователь. ский институт электромеханики (53) 621.762.5:621.762.8(088.8 (56) 1. Патент ОЮ 9 3839101, кл. 148-101, опублик. 1974. (54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОСТОЯН«

НЫХ СПЕЧЕННЫХ МАГHHTOB HA ОСНОВЕ

СПЛАВОВ КОБАЛЬТА С РЕЦКОЗЕМЕЛЬНЬМИ

МЕТАЛЛАМИ состава, соответствующего двухфазной области R2Co74RCo>, где R - -редкоземельный металл, включающий выплавку сплава, дробление слитков, размол, ориентирование частиц порошка, прессование, спекание и охлаждение до комнатной температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса, спекание проводят при температурах, превышающих температуру плавления фазы

R Co на 2-12О ",, а охлаждение от

2 Т температуры спекания до комнатной температуры проводят со скоростью

100-600 град/мин.

O е

1057991

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченнйм магнитам на основе сплавов, состоящих из одного или нескольких редкоземельных металлов (R), наприМер La, Се, Pr, Nd, Rm, Eu, Gd, ТЬ, 5

Ro, Se, Y и одного или нескольких

3d — металлов, например Со, Fe, Mn, ТТ., и может быть использовано для получения постоянных магнитов для электротехнической, электронной, приборостроительной отраслей промышленности.

Известен способ изготовления постоянных спеченных магнитов на основе сплавов кобальта с редкоземель- 5 ными металлами, в котором после спекания магниты охлаждают до температуры отжига, лежащей в интервале

825-925ОС с неконтролируемой скоростью, отжигают при температуре 20 отжига и закаляют в инертной жидкости, имеющей высокий коэффициент теплопроводности 1).

Недостатком данного способа является низкая прочность магнитов из- 25 эа высоких термических напряжений.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления постоянных спеченных магии- gg тов на основе сплавов кобальта с редкоземельными металлами состава, соответствующего двухфазной области

R>Co>+RCo5 включающий выплавку сплава, дробление слитков Размол, ориентирование частиц порошка, прес« сование, спекание и .охлаждение до комнатной температуры. Спекание в данном способе твердофазное при

1100-1200оС охлаждение магнитов от температуры спекания до 825-925 С осуществляют со скоростью не более

7 град/мин и от температуры отжига до комнатной температуры со скоростью не менее 20 град/мин (2g.

Недостатком способа является низ- 45 кая производительность процесса из" готовления магнитов, которая обуслов« лена необходимостью проведения термообработки, длительность которой достигает трех часов. Извест- 50 ный способ обеспечивает невысокий выход годных магнитов из-за высокой чувствительности свойств магнитов к температуре спекания.

Проведение термообработки магии- 55 тов, спеченных при повышенных температурах, ие обеспечивает получение высоких значений коэрцитивной силы.

Цель изобретения - повышение производительности процесса и сохране- 6О ние при этом высокого уровня свойства магнитов, а также повышение процента выхода годных магнитов за счет снижения чувствительности свойств магнитов к температуре спекания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления постоянных спеченных магнитов на основе сплавов кобальта с редкоземельными металлами состава, соответствующего двухфазной области

В2СО 7 ВС(>5 где R — редкоземельный металл,-включающий выплавку сплава, дробление слитков, .Размол, ориентирование частиц порошка, прессование спекание и охлаждение. до комнатной температуры, спекание проводят при температурах, превышающих температуру плавления фазы R2Co аа

2-12 С, а охлаждение от температуры о спекания до комнатной температуры проводят со скоростью 100-600 град/мин, Конкретное значение скорости охлаждения зависит от массогабаритных параметров заготовок магнитов. Так как спекание происходит выше температуры плавления фазы типа R Со„, то в соответствии с диаграммой состояний системы R-Co при этом будет присутствовать жидкая фаза.

Жидкая фаза будет присутствовать в течение всего процесса спекания.

Такая Фаза, по сравнению с Фазами типа RCo . и R2C сильно обогащена редкоземельным элементом. Степень обогащения зависит от состава и температуры спекания.

После охлаждения магнитов от температуры спекания до комнатной температуры со скоростью большей

100 град/мин жидкая фаза кристаллизуется с образованием фаз типа

RCo2 II 8Cogp которые являются слабомагнитными. Таким образом, зерна основной фазы типа RCo5 оказываются окруженными слабомагнитной прослойкой, которая препятствует кооперативному их перемагничиванию. Наличие слабомагнитной прослойки в спеченных магнитах способствует тому, что коэрцитивная сила магнитов не так резко зависит от температуры спекания„ как в известном способе;

Существование такой прослойки возможно лишь в том случае, если охлаждение магнитов от температуры спекания до комнатной температуры будет проводиться с большей скоростью.

Это означает, что процесс термообработки, необходимый в известном способе, в предлагаемом способе является не только излишним, но и вредным.

Способ осуществляют следующим образом.

Выплавляют сплавы типа RCo< или сплавы с составом, соответствующим двухфазной области R Co1+НCo . Типы сплавов указаны в табл. 1. Слитки дробят, в случае необходимости раздробленный порошок смешивают с порошком сплава, мас.%: Rm 60; Со 40

1057991 т а б л и ц а 1

Предлагаемый способ

8,2 22

8, 0 22

8,5 22

8,2 20

9 6

1143

1145. Есть

1108

1110

9,5

1113

9,5

1115

1110

1108

9,0

8,0 22

7 8 22

8,2 22

8,0 20

9 8

1143

1155

1108

1120

9,6

1113

1125

9,6

9,1 с

1108

1120

Известный способ

8,2

1140

9,4

Нет

8,0

9,2

1105

1110

8i3

9,2

8,4

1105

8,6

1142

5,0

9,5

9,4

1107

5,5 г в пропорции, необходимой для получения порошка,.состав которого соответствует двухфазной области

R+RCo<. Полученную смесь порошков йзмельчают в шаровой вибрационной мельнице в толуоле. Размер частиц порошка после измельчения

5-10 мкм. После сушки порошрк тек стурируют в магнитном поле, -подвергают линейному прессованию с усилйем прессования 7 т/см . Спрессованные брикеты опекают в вакууме

10 Змм рт.ст. при температурах, превышающих температуру плавления фазы типа Н Со на 2-12 С и охлаж1 дают до комнатной температуры со скоростью 100-600 град/мин. При меньших скоростях охлаждения полу чают низкие значения Нс При больших скоростях охлаждения магниты разрушаются. Нижний предел температуры спекания определяется точностью измерения температуры, верхний.1 как температура, спекание при которой приводит к уменьшению характеристик магнитов не более, чем на 5Ъ по сравнению с оптимальными значениями.

Значения. температуры плавления фазы тиПа В Со определяются по соответствующйм диаграммам состояния, если В - один редкоземельный элемент.

Для сплавов, содержащих смесь РЗМ, ® температура плавления фазы типа

R Со» определяется эмпирически, как температура, при которой в процессе спекания появляется жидкая фаза.

В табл. 1 представлены свойства

15 магнитов, спеченных по предлагаемому. способу и охлажденных -до комнатной температуры со скоростью 600 град/мин.

В табл. 2 представлены свойства магнитов, спеченных по предлагаемо;щ му способу и охлажденных до комнат-, ной температуры со скоростью

100 град/мин.

1057991

Продолжение табл. 1. нет

1112

6,0 14

9,3

8,8

1107

4,5

9,7

1145

3„0

Есть

1110

2,5

9,5

1115

3,5

9,5

1110

3,0

9,0

П р и м е ч а н и ег Сплав Ф 1 - PrO iSmgg i

Сплав 9 2 - La o, e5 Р г ачо

Сплав Р 3 — Ьа а, 1 Р г o,gg

Сплав Р 4 - Lao,„> го,53

С о6

S m+ >>- „Со5, Smo,qadi Ñî > оМ ФУ

Таблица 2

Сплав Температура спекания (ВН 1 д)<с 1 0 ГСЭ Нс кЭ

Вг кГс

1145

7,8

9.,6

7 6

1110

9,5

8,0

1115

1110

7,8

9,0

9,8

1155

7,4

7,3

1120

9,6

1125

7,8

9,6

7,8

1120

9,1

Иэ таблиц сЛедует, что При изготовлении магнитов базовым способом свойства магнитов резко зависят от температуры спекания и, если спекание происходит при температурах, при которых .присутствует жидкая Фаза, то термообработка не способствует улучшению свойств. Изготовление магнитов в соответствии с предлагаемым способом позволяет получать магниты с высоким уровнем свойств. При 60 этом свойства магнйтов меняются незначительно при изменении температуры спекания на 10 С, что должно способствовать росту процента выхода годных магнитов. 65

Таким образом, предлагаемый сгссоб, по сравнению с известным, который принят за базовый объект, позволяет уменьшить длительность процесса изготовления магнитов .и уменьшить зависимость коэцитивной силы от,температуры спекания, что должно. привести к увеличению процента выхода годных магнитов.

Длительность процесса изготовления магнитов при использовании предлагаемого способа составляет 6 ч вместо 8 ч изготовления по известному способу.

Таким образом, магниты, изготовленные предлагаемым способом имеют

1057991

Составитель А.Багрова

Техред В. Далекорвй

Редактор О.Сопко

Корректор,И.Муска

Заказ 9587/54

Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 высокие магнитные характеристики, не уступающие характеристикам магнитов, изготовленных в соответствии с известным способом.

Благодаря использованию предлагаемого способа получения магнитов достигается увеличение производительности труда на 25%.